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基于FPGA的PCB测试机硬件电路设计

更新时间:2022-08-18

本文摘要:PCB光板测试仪的基本测试原理是欧姆定律,其测试方法是利用解码电路对待测PCB上的两点进行排序,得到两点间电阻值对应的电压信号,通过电压比较电路测试两点间的电阻或通断情况。只有重复以上步骤多次,才能搭建一个对整个电路板的测试。 由于需要测试的点多,一般的测试机在2048点以上,测试控制电路复杂,测试点的查询方法和转换方法直接影响测试机的测试速度。本文研究了基于现场可编程门阵列的硬件控制系统的设计。在硬件控制系统的测试过程中,在上位机的控制下,控制测试电路关闭不同的测试电源。

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PCB光板测试仪的基本测试原理是欧姆定律,其测试方法是利用解码电路对待测PCB上的两点进行排序,得到两点间电阻值对应的电压信号,通过电压比较电路测试两点间的电阻或通断情况。只有重复以上步骤多次,才能搭建一个对整个电路板的测试。

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由于需要测试的点多,一般的测试机在2048点以上,测试控制电路复杂,测试点的查询方法和转换方法直接影响测试机的测试速度。本文研究了基于现场可编程门阵列的硬件控制系统的设计。在硬件控制系统的测试过程中,在上位机的控制下,控制测试电路关闭不同的测试电源。

测试仪系统由以下部分组成: PC104、测试控制逻辑(由FPGA搭建)和高压测试电路。其中,上位机主要完成了嵌入式系统、测试算法、测试数据处理和输入控制等功能。FPGA控制高压测试电路,已完成PCB测试流程。

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该系统以一台PC104为上位机,以FPGA为核心,利用PC104总线搭建上位机控制测试。测试系统的总体框图如图1所示。PC104总线是FPGA和PC104之间的模块电路,是为嵌入式控制而定义的工业控制总线,其信号定义与ISA总线基本相同。

PC104总线有四种总线周期,即8位总线周期、16位总线周期、DMA总线周期和命中总线周期。16位I/O总线周期为3个时钟周期,8位I/O总线周期为6个时钟周期。为了提高通信速度,ISA总线采用16位通信模式,即16位I/O模式。

为了充分利用PC104的资源,应用于PC104的系统总线扩展后,在线部署FPGA。长时间工作时通过PC104总线与FPGA进行数据通信。FPGA和串行A/D和D/A器件的模块根据测试仪的系统设计进行剔除,两个地下通道的测试电压和参考电压必须进行自检,即A/D至少切换三个地下通道。如果两路参考电压由D/A输入,系统的D/A地下通道拒绝有两路地下通道。

串行模数转换和数模转换装置用于增加模数转换和数模转换的控制信号线的数量.综合性能、价格等因素,匹配的A/D设备为TLC2543,D/A设备为TLV5618。


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